Intérêts pédagogiques et techniques

Projets d’achat d’une imprimantes 3D : intérets pédagogiques et techniques 

Les médias parlent beaucoup de la révolution qu’apporte l’impression 3D et alimentent pas mal de fantasmes à ce sujet.
Objectivement l’impression 3D est un outil qui offre de nouvelles possibilités de réalisation.
Dans le domaine professionnel l’impression 3D a ouvert de nouveaux horizons en matière de conception, de prototypage et même de production en petite série de pièces complexes.
Dans le domaine éducatif, les imprimantes 3D « de table » accessibles en terme de prix ouvrent aussi de nouveaux horizons.
On constate que cet outil devient déjà une norme d’équipement, au même titre que le photocopieur. 

Les imprimantes 3D existent depuis la fin des années 80, avec des machines onéreuses réservées de fait au domaine industriel.
Une révolution dans ce domaine de l’impression 3D a eu lieu à la fin des années 2000, avec l’arrivée de machines simplifiées et accessibles en termes de prix (à la faveur des premiers brevets tombés dans le domaine public).

Une imprimante 3D « de table », par opposition aux machines industrielles onéreuses, permet la réalisation de pièces mono matière en plastique, avec une précision de l’ordre du 1/10 de mm.

Ces machines peuvent véritablement révolutionner nos pratiques en classe, en enseignement technologique en particulier mais aussi pour d’autres matières : 

• L’impression 3D permet la réalisation facile de formes impossibles ou difficiles à obtenir au moyen des outils conventionnels classiques.
• Cela permet de travailler autour d’une grande variété d’objets. On n’est plus limité à usiner et plier des plaques mais on peut véritablement refaire, modifier ou créer toutes sortes de pièce, même complexe. On peut donc vraiment intervenir autour des produits réels du quotidien.
• L’impression 3D permet d’accéder avec les élèves à des systèmes techniques plus riches et actuels, et contribue à valoriser l’image de la discipline aux yeux des élèves comme de ceux des parents.
• L’impression 3D permet de libérer la créativité : pour les raisons évoquées ci-dessus et aussi parce qu’on est plus contraint par la méthode de fabrication. Exemple avec un simple trou dans une pièce : il sera rond et droit si on le réalise par perçage avec une perceuse. Par impression 3D on lui donne la forme que l’on veut, en étoile, courbe, …
• L’impression 3D permet un gain de temps* : sans intervention manuelle on réalise rapidement une pièce en une seule fois. Ainsi on peut laisser les élèves se tromper, corriger et ré-essayer, sans perte de temps (investiguer). La réalisation avec les outils « traditionnels » (scie, perceuse, plieuse, MOCN, etc) est très chronophage. On ne laisse pas les élèves « aller dans le mur » : ils n’auront pas le temps de recommencer. Ca induit une démarche « un peu » téléguidée par le professeur. L’imprimante 3D travaille toute seule, en silence et produit des pièces finies, le seul temps perdu sera de modifier le modèle volumique puis de relancer une impression.On peut beaucoup plus facilement, laisser un élève se tromper, tester sa solution, se corriger et trouver lui-même une solution. En technologie l’impression 3D facilite grandement une pédagogie active alors que les outils plus traditionnels, par manque de temps, induisent plutôt une pédagogie frontale.
• L'impression 3D réintroduit un peu de concret (ou aide à maintenir un peu de concret) dans un système éducatif qui s’appui de plus en plus les outils numériques et la virtualisation à l’excès des objets. En bout de chaine, l’imprimante 3D permet très simplement le retour et la confrontation au réel.

Les premières imprimantes 3D arrivent le plus souvent dans les établissement sous l’impulsion du professeur de technologie.
Mais l’impression 3D intéresse aussi d’autres disciplines qui découvrent son intérêt.
Une imprimante 3D n’est pas seulement un outil pédagogique pour investiguer autour de projets technologiques ! C’est aussi un outil pour fabriquer facilement et pour pas cher des pièces.

Exemples vécus :

• Le professeur de technologies avec ses élèves devient sous-traitant pour le prof de science en refabriquant pour un prix dérisoire de plastique, des porte-éprouvette, trop chers chez le fournisseur.
• Le professeur de technologies avec ses élèves devient sous-traitant pour le prof de math en fabriquant des modules géométriques à faire manipuler pour démontrer les fractions ou le théorème de Pythagore.
• Le professeur de français monte un projet avec les profs de techno et d’art plastique pour imaginer un monde fantastique, en écrire l’histoire, en imaginer et dessiner les personnages et en les réalisant par impression 3D.
• L’impression 3D est utilisée en histoire de l’art, par des élèves pour fabriquer des objets anciens ou de design et pouvoir les montrer en « presque » vrai lors de l’exposé.
• Le professeur d’art plastique, étudie le design et permet à ses élèves de créer en 3D avec les outils numériques accessibles aujourd’hui.
• En enseignement adapté, les enseignants impriment en 3D des matériels qui n’existent pas sur catalogue faute de marché suffisant (volumes géométriques pour que des malvoyant puissent s’en faire une représentation, différents objets pour la même raison alors qu’on ne les a pas toujours sous la main. On m’a parlé aussi de certains élèves dont le handicape les empeche de percevoir un dessin sur papier ; il leur faut un objet en main pour percevoirtc).

 * L’impression 3D est un processus lent, la pièce ne sort pas à la vitesse d’une photocopie, mais le plus souvent bien plus rapide, pour une production unitaire, que l’ensemble des gestes qu’il faudrait faire pour réaliser la même pièce par d’autres procédés.